Устройство для определения величины максимума аналогового сигнала

) 35 ) 1223 в видетельство СССР1 й 19/04, 1979. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Армянское специализированное отделение ордена Октябрьской Революции Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект"(56) 1. Нетребенко К.А. Компенсационные схемы амплитудных вольтметров и указателей экстремумов. М., "Энергия", 1967, с.25.2. Авторское сМ 842600, кл. С 0(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯВЕЛИЧИНЫ МАКСИМУМА АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА, содержащее генератор импульсов,счетчик, инверторы, аналого-цифровойпреобразователь; состоявший из первого реверсивного счетчика, выходкоторого через цифроаналоговый пре- .образователь соединен с входом компаратора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности, в него введены автоматическийпереключатель коэффициента передачи,вспомогательный регистр, два делителя частоты с переменным коэффициентом деления, второй реверсивныйсчетчик и блок управления, причемпервые выходы первого реверсивного счетчика соединены с приемными входами вспомогательного регистра, информационные входы первого и второгоделителей частоты с переменным коэффициентом деления соединены с вторыми выходами первого реверсивногосчетчика и выходами вспомогательногорегистра соответственно, выходы первого и второго делителей частоты спеременным коэффициентом деления соединены соответственно со счетнымивходами вычитания и суммирования торого реверсивного счетчика, выходкоторого подключен к входу вспомогательного регистра и к счетному входусчетчика, выход которого соединен спервым входом блока управления, вто- Жрой вход которого соединен с выходомгенератора импульсов, а первый и вто- Цфрой выходы блока управления соедине- рщаены соответственно со счетными входа- %вавами первого и второго делителей частоты с переменным коэффициентом деления, кроме того, счетный вход второго делителя частоты с переменным ко-.эффициентом деЛения соединен с тактовым входом первого реверсивного счетчика, третий выход которого соединенс первым входом автоматического переключателя коэффициента передачи,;второй вход которого подключен квходной клемме устройства, а выходсоединен с вторым входом компаратора,выход которого соединен с входомсуммирования первого реверсивногосчетчика, а через инвертор - с входом вычитания.Изобретение относится к измеритель.ной технике и может быть использовано для измерения максимального значения изменяющегося во времени сигнала и выдачи результатов измеренияв численном (цифровом) виде,Известно устройство, содержащеесяаналого-цифровой преобразователь,блок сравнения и вспомогательныйрегистр, осуществляющее сравнениепоступающего на вход значения с хранящимся в регистре кодом 1 .,Недостатком данного устоойстваявляется отсутствие возможности адаптации устройства к величине исследуемого сигнала, что приводит к увеличению относительной погрешности прималых сигналах.Наиболее близким к изобретениютехническим решением является устройство для определения экстремума 20Функции, содержащее генератор импульсов, счетчик, инверторы, аналогоцифровой преобразователь, состоящий.лз реверсивного счетчика, выход когорого через цифроаналоговый преобэазователь соединен с входом компаэатора, а также ключи и триггеры 2.Недостатком известного устройства является повышение относительной 30погрешности устройства при уменьшенйи величины исследуемого сигнала,обусловленное тем обстоятельством,что коэффициент пропорциональностивынуждено выбирается заранее ббльшим З 5для исключения зашкаливания в случае больших величин входного напряжения,Целью изобретения является повышение точности путем обеспечения неизменной относительной погрешностиустройства независимо от диапазонаизменения величины измеряемого входного сигнала, а также расширениедиапазона изменения величины исследуемого сигнала.45Поставленная цель достигается:."ем, что в устройство для определения величины максимума аналоговогосигнала, содержащее генератор импульсов, счетчик, инверторы, аналого-цифровой преобразователь, состоящий из первого реверсивного счетчика, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен свходом компаратора, введены автоматический переключатель коэффициентапередачи, вспомогательный регистр,два делителя частоты с переменнымкоэффициентом деления, второй реМерсивный счетчик и блок управлеиия, причем первые выходы первогореверсивнОго счетчика соединены сг:рйемными входами вспомогательногорегистра, информационные входы пер-,вого и второго делителей частоты с 65 переменным коэффициентом деления соединены со вторыми выходами первого реверсивного счетчика и выходами вспомогательного регистра соответственно, выходы первого и второго делителей частоты с переменным коэффициентом деления соединейы соответСтвенно со счетными входами вычитания и суммирования второго реверсивного счетчика, выход которого подклю,чен к входу вспомогательного регистра и к счетному входу счетчика, выход которого соединен с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а первый и второй выходы блока управления соединены соответствепно со счетными входами первого и второго делителей частоты с переменным коэффициентом деления, кроме гого, счетный вход второго делителя частоты с переменным коэффициентом деления соединен с тактовым входом первого реверсивного счетчика, третий выход которого соединен с первым входом автоматического переключателя коэффициента передачи, второй вход которого подключен к входной клемме устройства, а выход соединен с вторым входом компаратора, выход которого соединен с входом суммирования первого реверсивного счетчика, а через инвертор с входом вычитания.На чертеже представлена схема устройства.Устройство содержит автоматический переключатель 1 коэффициента передачи, аналого-цифровой преобразователь 2, состоящий из первого реверсивного счетчика 3, цифроаналогового преобразователя 4, компаратора 5 и инвертора б; генератор 7 импульсов, блок 8 управления, вспомогательный регистр 9, делители 10 и 11 частоты с переменным коэфФициентом деления, второй реверсивный счетчик 12, счетчик 13 и входную клемму 14 устройства.Автоматический переключатель 1коэффициента передачи соединен свходной клеммой 14 и через компаратор5 и инвертор б - с входом вычитанияреверсивного счетчика 3, вход суммирования которого подключен к выходукомпаратора 5, его первый выходы соединены с входами цифроаналогового преобразователя 4 и входами вспомогательного регистра 9, а вторые выходы - .с входами первого делителя 10 частоты, входы второго делителя 11 часготы подключены к выходам вспомогательного регистра 9, причем вторые входй делителей 10 и 11 частоты соединены с соответствующими выходами блока 8 управления, а выходы подключены к соответствующим входам второго ре107517910 версивного счетчика 12, выход последнего соединен с входом регистра 9и через счетчик 13 - с входом блока8 управления, другой вход которогоподключен к выходу генератора 7 импульсов. 5Устройство работает следующимобразом,В исходном состоянии коэффициентпередачи переключателя 1 устанавливается минимальным (наименьший масштаб), а регистР 9 и счетчики 12 и .13 устанавливаются в нулевое положениеначальное состояние счетчикаЗ.и делителей 10 и 11 частоты безразлично). 15Измеряемое напряжение положительной полярности ц к с клеммы 14 черезпереключатель 1 коэффициента передачи подается на вход компаратора 5,входящего в состав аналого-цифровогопреобразователя 2. На другой входкомпаратора поступает аналоговое напряжение с выхода цифроаналоговогопреобразователя 4, преобразующего внапряжение число, записанное в реверсивном счетчике 3, Выходное напряжение компаратора 5 поступает непосредственно на вход суммирования "+1"счетчика 3, разрешая тем самым режимсложения счетчика 3, и на вход вычи-тания "-1" - через инвертор б, разрешая работу счетчика 3 в реверсивномрежиме (режиме вычитания), разумеется, при наличии соответствующих так.товых импульсов.Счетчик 3 работает непрерывно врежимах сложения или вычитания, и внем получается преобразованная вцифровую форму величина напряженияВек. Содеркимое счетчика 3 подаетсяпараллельно на приемные входы вспомо гательного регистра 9.Генератор 7 вырабатывает импульсы, поступающие в блок 8 управления.Последний регулирует поток поступающих с генератора 7 импульсов так,что импульсы сначала поступают в аналогоцифровой преобразователь 2 тактовый. вход счетчика 3(, устанавливая соответствие между напряжениемОк и кодом, записанным в счетчике3, и одновременно на счетный входделителя 11 частоты с переменным коэффициентом деления, затем такое .жеколичество импульсов поступает насчетный вход делителя 10 частоты, 55Информационные входы делителей 10 и11 частоты соединены соответственносо старшими разрядами счетчика 3 ирегистра 9 (младшие два разряда исключены во избежание ошибок при срав нении содержимых счетчика 3 и регистра 9, так как счетчик 3 работает вдинамическом режиме, и вследствиепогрешности компарации младшие дваразряда могут быть неустойчивы).65 Таким образом, количество импульсов с выходов делителей 10 и 11 частоты пропорциональны коду числу), записанному в счетчике 3 и в регистре 9 соответственно, Выходные импульсы делителя 11 частоты за первые такты поступают на счетный вход "+1" реверсивного двоичного (или двоичнодесятичного счетчика 12, предварительно очищенного, заставляя его ра ботать в режиме сложения, затем за вторые такты (когда счетчик 3 остановлен из-за отсутствия тактовых импульсов) выходные импульсы делителя 10 частоты поступают на счетный вход "-1" счетчика 12, заставляя его работать в режиме вычитания.Если содеркимое регистра 9 меньше содержимого счетчика 3, то в процессе вычитания на выходе счетчика 12 появляется импульс обратного переноса, который, поступая на вход регистра 9, разрешающий параллельную запись, производит перезапись информации из счетчика 3 в регистр 9, Счетчик 12 сбрасывается (очищается) и цикл сравнение) повторяется до тех пор, пока не выполнится условие: содержимое регистра 9 больше или равно содержимому счетчика 3, В этом случае импульс обратного переноса счерчика 12 отсутствует, и если до этого имело место несколько перезаписей изсчетчика 3 в регистр 9, число которыхфиксирует счетчик 13, подсчитывая количество импульсов обратного переноса с выхода счетчика 12, то это означает, что максимальное число, соответствующее максимальному значению напряжения 0 , находится в регистре 9,Счетчик 13 предусмотрен для исключения нахождения ложного максимума, когда момент пуска(начала работы) устройства приходится на ниспадающий участок, измеряемого входного напряжения.При несоответствии входного сиг-, нала с напряжением, выдаваемым цифроаналоговым преобразователем 4, счетчик 3 работает безостановочно в режиме суммирования, периодически "переполняясь". В этом случае им;пульс прямого переноса при "переполнении" счетчика 3 .автоматически переключает коэффициент передачи переключателя 1, одновременно сбрасывая в нулевое положение регистр 9 и счетчики 12 и 13; и работа устройства на-. чинается заново с новым коэффициент; том передачи. Переключатель 1 также подсчитывает импульсы прямого переноса счетчика 3 и запоминает их количество (масштаб преобразования) для подсчета в дальнейшем истинного цифрового значения измеряемого на- пряжения.1075179 Технико-экономический эффект при применении устройства достигается за счет обеспечения возможности измерения с высокой точностью широкого класса аналоговых сигналов в большом динамическом диапазоне. Составитель С,Кривуценкотрушева Техред М, гер гель Корректор О,ти Редакт Заказ 49 Тираж 711осударственноголам изобретенийМосква, Ж, Ра НИИПИ по 13035лиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул, Проектна Устройство может быть использовано, например, для быстрого (за время одного периода) измерения амплитуды (максимального мгновенного значения тока короткого замыкания е Подписимитета СССРоткрытийская наб., д. 4/